Fizikçiler Kurşunu Saniyeler İçinde Altına Dönüştürdü!
Yüzyıllar önce simyacılar, kurşunu altına çevirme hayaliyle yanıp tutuşuyorlardı. CERN Araştırma Enstitüsü’ndeki bilim insanları, bu ortaçağ fantezisini -sadece bir an için de olsa- gerçekleştirmeyi başardılar.
Fizikçiler, dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nı (LHC) kullanarak, kurşun atomlarından üç protonu çıkardılar ve böylece onları altın atomlarına dönüştürdüler. Her ne kadar bu yapay altın üretimi ilk kez gerçekleşmiş olmasa da araştırmacılar, yakın-çekişme adı verilen yeni bir mekanizma kullandılar.
“Mevcut analiz, LHC’de altın üretiminin imzasını sistematik olarak tespit edip analiz eden ilk deneydir,” dedi CERN’de ALICE işbirliğinden fizikçi Uliana Dmitrieva, bir enstitü açıklamasında. ALICE, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndaki bir dizi deneyden biri olan Büyük İyon Çarpıştırma Deneyi’nin kısaltmasıdır. Dmitrieva, Çarşamba günü Physics Review Journals’da yayınlanan yeni mekanizmayı detaylandıran çalışmaya katılmamıştır.
Elementler, atomlarının çekirdeklerindeki proton sayısıyla tanımlanır. Örneğin, kurşun çekirdeklerinde her biri 82 proton varken, altın çekirdeklerinde 79 proton vardır. Son çalışmada kurşun çekirdekleri, ışık hızının %99.999993’ü seviyesinde ürkütücü bir hızla Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan geçti. Çekirdeklerin elektromanyetik alanları bükülerek foton denilen ışık parçacıklarının kısa bir flaşını oluşturdu. Çekirdeklerin proton ve nötron kaybına yol açan elektromanyetik ayrışma adı verilen süreç, bu fotonlar ve kurşun çekirdekleri arasındaki etkileşim nedeniyle gerçekleşti.
Eğer kurşun atomları hiç proton kaybetmezse, kurşun olarak kalır. Eğer bir tane kaybederse, talliuma dönüşür; iki tane kaybederse, cıvaya dönüşür; ve üç tane kaybederse, altına dönüşür. Yakın-çekişme çarpışmaları, tüm bu ağır metallerin üretiminde başarılı oldu; ancak altın çekirdekleri neredeyse anında parçalandı, yani altın sadece bir saniyeden az süreliğine var oldu.
Son deney, önceki denemelere göre neredeyse iki katı kadar altın üretmiş olsa da, elde edilen az miktar, bir kuyumcunun tek bir mücevher yapmak için ihtiyaç duyacağı miktarın trilyonlarca kat aşağısındadır.
“Sonuçlar ayrıca elektromanyetik ayrışmanın teorik modellerini test eder ve geliştirir, ki bunlar, içsel fizik ilgilerinin ötesinde, LHC’nin ve gelecekteki çarpıştırıcıların performansındaki başlıca sınırlayıcı olan ışın kayıplarını anlamak ve tahmin etmek için kullanılır,” diye açıklıyor ALICE işbirliğinden hızlandırıcı fizikçi John Jowett, çalışmaya katılmamıştır.
Ortaçağ simyacıları, bu çalışmanın servet yığınları üretmenin bir yolunu göstermemiş olmasına hayal kırıklığına uğrayabilir, ancak bu araştırma, LHC ile gerçekleştirilen diğer birçok başarıya katılıyor. Belki de bunlardan en ünlüsü, 2012’de Higgs bozon parçacığının keşfiydi. Bu keşif, elektronlar gibi diğer parçacıklara kütle veren yeni bir alanın teorik varlığını doğrulamaktadır. Dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısının bir sonraki keşifte neler ortaya çıkaracağı henüz belli değil.
